ஒளி, ஒலி மற்றும் வெப்பம்
ஒளி (Light) ஒரு மின்காந்த அலை; ஒலி (Sound) ஒரு இயந்திர அலை; வெப்பம் (Heat) ஓர் ஆற்றல் வடிவம். இம்மூன்றும் நம் அன்றாட வாழ்வில் காட்சி, கேள்வி மற்றும் வெப்ப உணர்வாக வெளிப்படுகின்றன. இவற்றின் பரவல், எதிரொளிப்பு, ஒளிவிலகல் மற்றும் கடத்தல் முறைகளைப் புரிந்துகொள்வது அறிவியலின் அடிப்படையாகும்.
ஒளி (Light)
- எதிரொளிப்பு (Reflection): ஒளி ஒரு மேற்பரப்பில் பட்டுத் திரும்புதல். கண்ணாடியில் பிம்பம் உருவாதல் இதனால்தான். விதி: படுகோணம் = எதிரொளிப்புக் கோணம்.
- ஒளிவிலகல் (Refraction): ஒளி ஒரு ஊடகத்திலிருந்து மற்றொன்றுக்குச் செல்லும்போது திசை மாறுதல். நீரில் மூழ்கிய குச்சி வளைந்து தோன்றுதல், நட்சத்திரம் மினுமினுத்தல் இதன் விளைவு.
- லென்ஸ்கள் (Lenses): குவி லென்ஸ் (Convex) — ஒளியைக் குவிக்கும், தூரப்பார்வை குறைபாட்டுக்குப் (Hypermetropia) பயன்படும். குழி லென்ஸ் (Concave) — ஒளியை விரிக்கும், கிட்டப்பார்வைக்கு (Myopia) பயன்படும்.
- நிறமாலை (Spectrum): வெள்ளை ஒளியை முப்பட்டகம் (Prism) வழியே செலுத்தினால் VIBGYOR (ஊதா, கருநீலம், நீலம், பச்சை, மஞ்சள், ஆரஞ்சு, சிவப்பு) ஏழு நிறங்களாகப் பிரியும் — இதை நிறப்பிரிகை (Dispersion) என்பர். வானவில் இதன் இயற்கை எடுத்துக்காட்டு.
ஒலி (Sound)
- ஒலி ஓர் இயந்திர அலை (Mechanical Wave) — பரவ ஓர் ஊடகம் (காற்று/நீர்/திட) தேவை; வெற்றிடத்தில் (Vacuum) ஒலி பரவாது.
- எதிரொலி (Echo): ஒலி தடைப்பொருளில் பட்டுத் திரும்பிக் கேட்பது. தெளிவான எதிரொலிக்குத் தடைப்பொருள் குறைந்தது 17 மீ தொலைவில் இருக்க வேண்டும்.
- எதிரொலித்தல் / ஒலி நீட்சி (Reverberation): மூடிய அறையில் ஒலி பல முறை எதிரொளித்து நீண்டநேரம் தங்குதல்.
- செவிக்குக் கேட்கும் அலைவெண் வரம்பு — 20 Hz முதல் 20,000 Hz. 20,000 Hz-க்கு மேல் — மீயொலி (Ultrasound); 20 Hz-க்குக் கீழ் — கீழொலி (Infrasound).
வெப்பம் (Heat)
வெப்பம் அதிக வெப்பநிலையிலிருந்து குறைந்த வெப்பநிலைக்குப் பாயும் ஆற்றல். வெப்பப் பரவல் மூன்று முறைகளில் நடக்கும்:
- கடத்தல் (Conduction): திடப்பொருளில் மூலக்கூறுகள் இடம்பெயராமல் வெப்பம் பரவுதல். எ.கா. சூடான கரண்டியின் கைப்பிடி சூடாதல்.
- வெப்பச்சலனம் (Convection): திரவம்/வாயுவில் மூலக்கூறுகள் இடம்பெயர்ந்து வெப்பம் பரவுதல். எ.கா. நீர் கொதித்தல், கடல்/நிலக் காற்று.
- கதிர்வீச்சு (Radiation): ஊடகம் இன்றியே வெப்பம் பரவுதல். எ.கா. சூரிய வெப்பம் பூமியை அடைதல்.
அன்றாடப் பயன்பாடுகள்
- பின்பார்வைக் கண்ணாடி (வாகனம்) — குவிந்த/குழி கண்ணாடி எதிரொளிப்பு.
- மீயொலி (Ultrasound) — கருவளர்ச்சி ஸ்கேன், SONAR (கடல் ஆழம் அளத்தல்).
- தெர்மோஸ் ஃபிளாஸ்க் — மூன்று வெப்பப் பரவல் முறைகளையும் தடுக்கும்.
தேர்வுக் குறிப்புகள் (Exam Points)
| அளவு | மதிப்பு / குறிப்பு |
|---|---|
| ஒளியின் வேகம் (வெற்றிடத்தில்) | 3 × 10⁸ மீ/வி (≈ 3 லட்சம் கி.மீ/வி) |
| ஒலியின் வேகம் (காற்றில், 20°C) | ≈ 343 மீ/வி |
| செவிக்கேட்கும் வரம்பு | 20 Hz – 20,000 Hz |
| நிறமாலை வரிசை | VIBGYOR |
- ஒளியின் வேகம் ஒலியை விட மிக அதிகம் — எனவே மின்னல் முதலில் தெரிந்து, இடி பின்னர் கேட்கும்.
- ஒலி திடப்பொருளில் அதிக வேகமாகவும், வாயுவில் குறைவாகவும் பரவும் (திட > திரவ > வாயு).
- வெப்பநிலை அளவுகோல்கள்: செல்சியஸ் (°C), ஃபாரன்ஹீட் (°F), கெல்வின் (K). SI அலகு — கெல்வின். மாற்றம்: K = °C + 273.15; °F = (°C × 9/5) + 32.
- நீர் உறையும் நிலை 0°C (32°F), கொதிநிலை 100°C (212°F). –40°C = –40°F (சமமாகும் புள்ளி).
- முழுமைச் சுழி (Absolute Zero) = 0 K = –273.15°C.
- நிறப்பிரிகையை விளக்கியவர் — சர் ஐசக் நியூட்டன் (முப்பட்கச் சோதனை).
- வானம் நீலமாகத் தோன்றுவதற்குக் காரணம் — ஒளிச்சிதறல் (Scattering) / ரேலி சிதறல்.
- மீயொலியின் பயன்பாடு — SONAR; கண்டறிந்த கொள்கை அடிப்படை — எதிரொலி.